HU216065B - Bevonattal ellátott üveg, és eljárás előállítására és hőkezelésére - Google Patents

Abstract

A találmány szerinti bevőnattal ellátőtt üveg a hőrdőzótól kifelé azalábbi rétegeket tartalmazza: Si3N4-ből álló alapőzóréteg, nikkeltvagy nikkelötvözetet tartalmazó fémes réteg és s ilíciűm-nitridettartalmazó bőrítóréteg, ahől az 1,5–13 mm vastagságú üveg és a rajtalévő rétegrendszer hőkezelés űtáni üvegőldali reflektanciája (DEH)legfeljebb 2, ahől a réteg k célszerűen ezüstmentesek. A találmányszerinti eljárás sőrán a terméket hajlítják, temperálják, edzik vagyezen műveletek tetszőleges kőmbinációját végzik őly módőn, hőgy ahőkezelés előtti és hőke elés űtáni üvegőldali reflexiókülönbség DEHlegfeljebb 2 legyen. Az eljárás egy tővábbi váltőzata szerint legalábbkét üveghőrdőzóra őlyan bevőnatréteget visznek fel, amely szilíc űm-nitridet tartalmazó alapőzórétegből, nikkelt vagy nikkelötvözetettartalmazó fémes rétegből és szilíciűm-nitridet tartalmazóbőrítórétegből áll, legalább az egyik bevőnattal ellátőtt üvegethajlít ssal, temperálással, edzéssel vagy ezek kőmbinációjávalhőkezelik őly módőn, hőgy legalább az egyik hőrdőzó hőkezelés űtánmért üvegőldali reflektanciakülönbsége DEH legfeljebb 2hőkezeletlenhez viszőnyítva, és a hőkezelt bevőnatőlt üveg megjelenéselényegében azőnős a hőkezeletlenével. ŕ

Description

A jelen találmány tárgya bevonattal ellátott hőálló üveg, amely a fémgőzölt bevonattal együtt hőkezelhető anélkül, hogy az üvegoldali megjelenés a hőkezelés következtében megváltozna. A találmány tárgya továbbá a találmány szerinti bevonattal ellátott üveg előállítására, valamint hőkezelésére vonatkozó eljárás.

Ismertes, hogy az építőiparban és az autóiparban a különböző, fémekkel, illetve fém-oxidokkal bevonatolt üvegek alkalmazása jelentősen elterjedt. A szabadalmi és egyéb közleményekből az is ismert, hogy az ilyen üvegeknél - a bevonatrendszer rétegeinek kombinálásával - a különböző tulajdonságok, például reflektancia, átbocsátóképesség, emisszió, kémiai ellenállás és mechanikai tartósság, továbbá a kívánt színárnyalatok jelentős mértékben befolyásolhatók. A fentieket részletesen ismertetik többek között a 3,935,351; 4,413,877; 4,462,883; 3,826,728; 3,681,042; 3,798,146 és a 4,594,137 számú USA szabadalmak.

Az ilyen jellegű bevonatok előállítására több eljárás ismert, ezek közül a leghatékonyabbnak a mágnesesen befolyásolt fémgőzölés bizonyult. Ilyen technológia leírása található a 4,166,018 számú USA szabadalmi leírásban, valamint „Munz et al. Performance and Sputtering Criteria of Modem Architectural Glass Coatings” 325. kötet, Optical ThinFilms, 1982,65-73. oldalain.

A legutóbbi években a bevonatos üvegek elteijedése során számos olyan kísérlet történt, amellyel a bevonatolást a hőkezelés előtt kívánták megvalósítani, azaz hőkezelhető bevonatrétegeket kívántak előállítani, olyanokat, amelyek hőkezelhetők anélkül, hogy a bevonatnak vagy magának az üvegnek, illetve a késztermék tulajdonságai kedvezőtlenül változnának meg. Ez azért is fontos feladat, mert rendkívül nehéz egy már meghajlított üvegen egyenletes bevonatréteget előállítani. Ismert, hogy ha egy sík üveglapot bevonattal látunk el, majd a sík üveget ezután hajlítjuk meg, jóval egyszerűbb technológiák alkalmazhatók az egyenletes bevonatréteg eléréséhez, mint ha már meghajlított üvegen kellene a bevonatréteget létrehozni. Ez abban az esetben is igaz, ha építészeti alkalmazás során kell egyidejűleg temperált és temperálatlan üveglapokat ugyanazon épület felületén alkalmazni, amikor is alapvető fontosságú, hogy az üveglapok legalábbis külső megjelenésükben, színárnyalatukban és reflektanciájuk tekintetében hasonlóak legyenek. Ezeket a jellemzőket a legjobban a AE-érték jellemzi, amelynek meghatározását az ASTM D-2244-93 jelű, „Vizsgálati eljárás műszeresen mért színkoordinátákból történő színdifferencia-számításra” című szabvány írja le. Ennek rövid lényege az, hogy minél alacsonyabb a AE-érték, annál hasonlóbb a különböző üvegtáblák külső megjelenése.

Kidolgoztak bizonyos technológiákat már korábban arra is, hogy bevonattal ellátott üvegtárgyakat a bevonat elkészítése után lehessen temperálni vagy hajlítani, illetve edzeni. A legtöbb ilyen korábban készült hőkezelhető bevonatos üvegnek azonban az az alapvető hátránya, hogy magasabb hőmérsékleten nem hőkezelhetők, márpedig a magasabb hőmérsékletek (általában 620-790 °C) biztosítják a gazdaságos hajlítást, temperálást és/vagy edzést.

A korábban alkalmazott technológiákat tehát általában úgy kellett alkalmazni, hogy a hőmérséklet ne haladja meg az 590 °C-ot, annak érdekében, hogy a hőkezelés ne befolyásolja hátrányosan az üveg vagy a bevonat tulajdonságait. Tulajdonképpen az eddig ismert technológiákkal készített bevonatrendszerek valójában nem maradtak változatlanok a hőkezelés után még abban az esetben sem, ha hőkezelhetőknek minősültek. Ennek egyik oka az volt, hogy túl magas AE-értékeket mutattak, legalábbis az üvegoldali felületen.

A jelen leírás keretén belül a „hőkezelhető” kifejezésen azt értjük, hogy a bevonatréteg vagy maga a hordozóüveg semmiféle lényeges hátrányos tulajdonságot nem szenved a hőkezelés során, jóllehet bizonyos esetekben bizonyos jellemzők valamelyest megváltozhatnak. A „hőkezelhető” kifejezés tehát lényegében azt jelenti, hogy a kívánatos tulajdonságok, mint az emisszió, rétegellenállás, mechanikai és kémiai ellenállóság mind a bevonatréteg, mind a teljes termék vonatkozásában megfelelőek kell legyenek, annak ellenére, hogy a gyártás során a termék egy vagy több alkalommal a már korábban ismertetett hőkezeléseknek (hajlítás, temperálás és/vagy edzés) van kitéve.

A legtöbb építészeti célra használt termék esetében a hőkezelhetőség azt jelenti, hogy az üveg és a bevonatréteg gyakorlatilag változatlan, legalábbis az emisszió, rétegellenállás, valamint mechanikai és kémiai ellenállás vonatkozásában, azaz a hőkezeletlen és hőkezelt termék gyakorlatilag nem különbözik.

A legtöbb gépjárműipari felhasználás esetében, éppúgy, mint az építészetben történő felhasználásnál, a hőkezelés során az emisszióérték inkább javul (azaz csökken) a hőkezelés következtében, tehát nem zavaró, sőt bizonyos esetekben kívánatos mindaddig, amíg ez a változás a hordozó teljes felületén egyenletesen megy végbe és független a hőkezelés során alkalmazott paraméterektől.

A jelen találmány szerinti megoldás különböző változatainál a bevonatréteg célszerűen a fenti értelemben hőkezelhető. Legalább ilyen fontos ugyanakkor az a tény is, hogy a hőkezelt termék ugyanolyan, mint ugyanezen termék hőkezeletlen változata. A AE-érték, legalább az üvegoldali reflexió esetében, a bevonatréteg alkalmazása következtében minimális, a találmány szerinti bevonatréteg speciális jellemzői következtében.

Az 5,188,887 számú USA szabadalom ismertet olyan bevonatrendszereket, amelyek hőkezelhetők magasabb hőmérsékleten is, és elvégezhetők a temperálási, hajlítási vagy edzési műveletek. Általában ezek a bevonatrétegek ezt a tulajdonságot azáltal biztosítják, hogy a rétegrendszerben magas nikkeltartalmú ötvözetből álló fémrétegeket alkalmaznak. Egy célszerű kiviteli alaknál az alkalmazott fém az úgynevezett Haynes 214 jelű ötvözet, amely lényegében 75,45 tömeg% nikkelt, 4 tömeg% vasat, 16 tömeg% krómot, 0,04 tömeg% karbont, 4,5 tömeg% alumíniumot és 0,01 tömeg% ittriumot tartalmaz. Ha ilyen magas nikkeltartalmú ötvözetet használnak, és ezt még további sztöchiometrikus ón-oxidot (SnO₂) tartalmazó bevonatréteggel látják el, továbbá adott esetben egyéb rétegeket is felhasználnak (például

HU 216 065 A ugyanilyen sztöchiometrikus ón-oxidot tartalmazó alapozóréteget és/vagy alumínium közbülső réteget az óndioxid-réteg és a nagy mennyiségű nikkelt tartalmazó ötvözetből álló réteg között), az üveg termékek hőkezelhetősége megoldható volt 620 és 790 °C közötti hőmérsékleten. A hőkezelés időtartama általában 2-30 perc, és elvégzésük után nem jelentkezik lényeges változás a színjellemzőkben, mechanikai tartósságban, emisszióban, reflexióban vagy az átbocsátóképességben.

Az ilyen összetételek ezért jelentős javulást eredményeztek a korábbi hőkezelhető bevonatrétegekhez képest, amelyeket többek között a 4,790,922, 4,816,034, 4,826,525,4,715,879 és a 4,857,094 számú USA szabadalmak ismertetnek. Mindazonáltal ezek a bevonatrétegek sem összevethetők a találmány szerinti megoldással, a hőkezelés után tapasztalt viszonylag magas ΔΕértékek következtében.

A fenti szabadalmakban ismertetett megoldásokon túlmenően ismert még az úgynevezett Leybold szélvédő rendszer (TCC-2000). Ebben a rendszerben négy vagy öt fém-, illetve fém-oxid-réteget alkalmaznak, és ezeket fémgőzöléssel viszik fel az üveg felületére. A rétegek némileg hőkezelhetőnek nevezhetők (legfeljebb 590 °C értékig), és a bevonatréteggel ellátott üvegek hajlithatók a szélvédő előállítása során, feltéve, hogy a hőkezelést elég gyorsan végzik el. A rétegrendszer az üvegtől kifelé általában először egy ón-oxid-réteget tartalmaz, a második réteg egy króm-nikkel ötvözet (általában 20/80), a harmadik réteg ezüst, a negyedik réteg ismét króm-nikkel ötvözet és az ötödik réteg ón-oxid. Azon túlmenően, hogy a fenti üveg viszonylag alacsony hőmérsékletű hőkezelést és kis hőkezelési időket tesz csak lehetővé, az előállított bevonatrétegek viszonylag lágyak, és ennek megfelelően meglehetősen gyenge kémiai ellenálló képességgel rendelkeznek. Ezért az ilyen üvegből készült szélvédőkön a védőréteg általában csak a belső oldalon alkalmazható.

A 4,715,879 számú USA szabadalmi leírásban ismertetett rétegrendszer csak úgy alkalmazható, ha egy fém-oxid (például ón-oxid) védőréteget alkalmaznak oly módon, hogy a rétegben lévő ón-oxid oxidhiányos, azaz nem sztöchiometrikus összetételű. Ez természetesen meglehetősen igényes ötvözést jelent a gyártási eljárás során. A hőkezelhetőség ebben a vonatkozásban a 4,826,525 számú USA szabadalomból ismerhető meg. Jóllehet ez a szabadalom leírja, hogy egy alumíniumréteget kell alkalmazni a hőkezelhetőség érdekében, a kapott eredmény messze elmarad a találmány szerinti megoldással biztosíthatótól.

Az 5,229,194 számú USA szabadalmi leírás jelentős előrelépést mutat a hőkezelhetőség tekintetében, még az 5,188,887 számú szabadalomban leírtakhoz képest is. E szerint a megoldás szerint az egyedülálló eredményeket azáltal érik el, különösen gépjárművek belső elválasztó ablakainál, hogy fémnikkel vagy magas nikkeltartalmú rétegeket vesznek körül alapozó- és borítórétegekkel, amelyek nikkel-oxidot vagy magas nikkeltartalmú ötvözetek oxidjait tartalmazzák. Ezenkívül további oxid védőrétegeket kell alkalmazni, például SnO₂-, ZnO-, TiO₂-tartalmú vagy ezen fémek ötvözeteinek oxidjait tartalmazó rétegeket. Szilíciumot is alkalmaznak adott esetben az első bevonatrétegben.

Az ilyen bevonatrétegek - különösen az előnyös kiviteli alakjaik - hőkezelhetők és kopásállóak. Ugyanakkor - jóllehet a termékeket kezdetben vegyileg ellenállónak tartották - bizonyos kiviteli alakok a tömeggyártásból kikerülve nem feleltek meg a meglehetősen szigorú 5%-os forró sósavban végzett vizsgálatoknak. Infravörös és ultraviola reflektanciájuk viszont széles tartományban kiváló. Ugyanakkor azonban a láthatósugár-átbocsátó képességük, ami meglehetősen fontos az ilyen belső elválasztó üvegfalaknál, nem bizonyultak megfelelőnek, és ugyancsak túlságosan alacsonyak építészeti célokra felhasznált üvegtábláknál, ahol viszonylag magas láthatósugár-átbocsátási képesség szükséges. Ezért, amikor egy gyártó a gépkocsi-elválasztóüvegek gyártása után építészeti célú üveget kell gyártson, a teljes rendszer átállítása szükséges. Nyilvánvaló, hogy ha az ilyen leállás elkerülhető lenne, az jelentős gazdasági előnnyel járna.

Az 5,344,718 számú USA szabadalomban olyan fémgőzölt rétegrendszer előállítását ismertetik, amelyek elsősorban az építészeti célú üvegek előállításához alkalmasak nem csupán az igen jó vegyi és mechanikai ellenállóságuk következtében, hanem a napsugárzással kapcsolatos kedvezőbb tulajdonságaik következtében is. Ezek a rendszerek általában alacsony E-értékű bevonatok, minthogy hemiszferikus emissziójuk E_h általában kevesebb 0,16-nál, míg normál emissziójuk E_n általában kisebb, mint 0,12. A rétegellenállásuk általában 10,5 ohmnál kevesebb, és normál üvegvastagságok (2-6 mm) esetén a láthatósugárzás-átbocsátásuk mintegy 78% (összehasonlítva a korábban ismertetett és elsősorban gépjárművek elválasztó ablakainál alkalmazott rétegek 22-23%-os értékével).

Ebben a szabadalomban a termék egyedülállóan alacsony E-értékét, magas láthatósugárzás-átbocsátó képességét és jó kémiai ellenálló képességét, továbbá kopásállóságát azáltal érik el, hogy az alkalmazott bevonatréteg az üvegtől kifelé egy olyan alapozóréteget tartalmaz, amelyben Si₃N₄ van, ezt követi egy nikkelvagy nikkelötvözet réteg, egy ezüstréteg, majd egy második nikkel- vagy nikkelötvözet réteg és egy Si₃N₄ borítóréteg. Bizonyos kiviteli alakoknál a rétegrendszer az üvegtől kifelé az alábbi rétegekből áll:

Si₃N₄/Ni: Cr/Ag/Ni: Cr/Ag/Ni: Cr/Si₃N₄

Az így kialakított hét réteg valamivel nagyobb tartósságot és karcolásállóságot mutat, mint az előzőleg bemutatott ötrétegű rendszer. Minden esetben azonban az előnyösen alkalmazott Ni:Cr réteg 80/20 tömeg% arányú, és a felhasznált króm jelentős része nitridként van jelen, mert a réteget nitrogénatmoszférában állítják elő.

Ezek az igen tartós és alacsony E-értékű, jó láthatósugárzás-átbocsátó képességű üvegrendszerek azonban nem hőkezelhetők. Ennek nem csupán az az oka, hogy az ezüstréteg oxidációja lép fel, hanem az is, hogy a fémezüstöt tartalmazó réteg a hőkezelés során elveszti kontinuitását a nedvesítőképesség csökkenése miatt. Az ezüstréteget körülvevő nikkel/króm rétegek sem tudják fenntartani az ezüstréteg folyamatosságát a hőkezelés

HU 216 065 A során. Ezért ezek az egyébként igen kedvező bevonatrétegek nem használhatók olyan esetben, amikor a terméket hőkezelni, tehát temperálni, edzeni vagy hajlítani kell. Ugyanakkor azonban az ezüstréteg alkalmazása mindenképpen szükséges a megfelelően alacsony E-értékek biztosítása érdekében.

Ebben a vonatkozásban emlékeztetnünk kell arra, hogy nem csak a gépjárműiparban alkalmazott szélvédők előállítása során szükséges bevonatréteggel ellátott üvegek hőkezelése. Amint azt már korábban is említettük, bizonyos építészeti célú felhasználások esetében a bevonatrétegekkel ellátott üvegeket temperálni, edzeni vagy adott esetben hajlítani kell. Ezen túlmenően az alacsony E-értékű bevonatréteg, amelyet a fenti szabadalommal kapcsolatban ismertettünk, nem változtatható oly módon, hogy a látható sugarak átbocsátása olyan mértékben csökkenjen, hogy az üveg gépkocsi-elválasztóüvegként legyen felhasználható, még ha hőkezelhető lenne is, ami egyébként nem igaz.

Az 5,376,455 számú USA szabadalomban leírt megoldás hőkezelhető, alacsony E-értékű bevonatréteggel ellátott üveget ismertet. Ezek a bevonatrendszerek általában (35-45 nm vastagságú) Si₃N₄ alapozóréteget (körülbelül 2 nm vastagságú), nikkel vagy króm-nikkel réteget, körülbelül 5—12 nm vastagságú ezüstréteget, majd egy újabb, mintegy 0,7 nm vastagságú nikkel-, vagy króm-nikkel réteget és egy újabb Si₃N₄- (vastagság 45-55 nm) réteget tartalmaznak. A hőkezelt és hőkezeletlen kiviteli alakok hasonlósága biztosítható, de csak abban az esetben, ha két különböző rétegrendszert alkalmazunk. Ezért - jóllehet a megoldás így is jelentős előrelépést produkált - a bevonatrendszerek egyike sem biztosítja önmagában a hőkezelt és hőkezeletlen termékek azonosságát. Az üvegoldali reflektancia ΔΕértéke nem elég alacsony, hogy a hőkezelés után is azonos jellemzőket biztosítson hőkezelés előtt és után (azaz nem alkalmazható ugyanaz a bevonatrendszer mindkét esetben).

A fentiekből jól látható, hogy az ilyen termékek előállítása során kívánatos lenne a korrózióval és kopással szembeni megfelelő ellenállás biztosítása, például Si₃N₄-rétegek alkalmazásával, ugyanakkor azonban elkerülendő lenne a költséges és időigényes átállási folyamat, illetve különböző rétegek alkalmazása a hőkezelt és hőkezeletlen üvegek azonos megjelenése érdekében. Eddig tehát megoldhatatlannak bizonyult a hőkezelhetőség biztosítása - egyidejűleg a napsugárzási paraméterek rugalmas változtatásával meglehetősen széles tartományban - annak érdekében, hogy a különböző célú és típusú, illetve különböző fogyasztók számára gyártott termékek ne igényeljenek költséges és időigényes átállási folyamatokat.

Nyilvánvaló tehát az igény egy olyan fémgőzölt bevonatréteg rendszerrel ellátott termék iránt, amely biztosítja a fémgőzölt bevonatrétegek tulajdonságait anélkül, hogy a fentiekben leírt hátrányokkal rendelkezne.

A jelen találmánnyal ezért célunk olyan bevonattal ellátott hőkezelhető üveg kialakítása, amely a korábbiakban leírt hátrányokat kiküszöböli, ugyanakkor az ugyancsak a fentiekben vázolt előnyöket biztosítja.

A kitűzött feladatot a találmány szerint úgy oldottuk meg, hogy a bevonattal ellátott üveg a hordozótól kifelé az alábbi rétegeket tartalmazza:

a) Si₃N₄-ből álló alapozóréteg,

b) nikkelt vagy nikkelötvözetet tartalmazó fémes réteg és

c) szilícium-nitridet tartalmazó borítóréteg, ahol az 1,5-13 mm vastagságú üveg és a rajta lévő rétegrendszer hőkezelés utáni üvegoldali reflektanciája (ΔΕ_η) legfeljebb 2, ahol a rétegek célszerűen ezüstmentesek.

Egy célszerű kiviteli alaknál

- az alapozóréteg vastagsága 0,5-7 nm,

- a középső réteg vastagsága 3-15 nm és

- a borítóréteg vastagsága 20-50 nm, ahol a hőkezelés utáni, bevonatoldali reflektanciája ΔΕ_Η legfeljebb 5, láthatósugár-átbocsátó képessége ΔΕ_Η legfeljebb 5, és az alábbi jellemzői mind hőkezelt, mind hőkezeletlen állapotban a következők:

TY 1-80%

R<jY 4-55%

R_fY 4-65%

E_n 0,1-0,75

E_h 0,1-0,75

R_s 20-500 ohm

Ennél a kiviteli alaknál

- az alapozóréteg vastagsága 3-5 nm,

- a középső réteg vastagsága 5-10 nm és

- a borítóréteg vastagsága 30-40 nm, ahol a hőkezelt és hőkezeletlen termék jellemzői az alábbiak:

TY kevesebb, mint 70%

RqY 5-45%

R_fY 5-45% látható szín a_h 0±2 b_h -4±4

E„ 0,2-0,75

E_h 0,2-0,75

R_s 20-300 ohm

Ez a termék mechanikusan és kémiailag ellenálló, temperált, a középső rétege pedig nitrid- és oxidmentes.

Egy másik kiviteli alaknál az alapozóréteg vastagsága 4 nm, a középső réteg vastagsága pedig 7,5 nm és nitridmentes, valamint oxidmentes króm-nikkel ötvözet, ahol a nikkel és króm aránya 80:20; továbbá a borítóréteg vastagsága 35 nm, ahol a hőkezelt és hőkezeletlen termék tulajdonságai a következők:

TY 50%

RgY 13%

R_fY 10-11% üvegoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 1,5, a bevonatoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 4 és a láthatósugár-átbocsátó képesség ΔΕ_Η kisebb, mint 4.

Itt az üvegoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 0,5, a bevonatoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 2, a láthatósugár-átbocsátási ΔΕ_Η kisebb, mint 1 és mechanikusan, valamint kémiailag ellenálló.

Egy további változatnál

- az alapozóréteg vastagsága 4 nm,

- a középső réteg vastagsága 14 nm és

HU 216 065 A nitridmentes, valamint oxidmentes króm-nikkel ötvözetet tartalmaz, ahol a nikkel és a króm aránya 80:20, a borítóréteg vastagsága pedig 35 nm és a temperálás előtti és utáni tulajdonságai az alábbiak:

TY 30%

R<jY 20-21%

R_fY 16% és az üvegoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 2, a bevonatoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 4, a láthatósugár-átbocsátási ΔΕ_Η kisebb, mint 3, és mechanikusan, valamint kémiailag ellenálló.

Egyes esetekben a szilícium-nitrid rétegek legfeljebb 6 tömeg% alumíniumot tartalmaznak, a rétegrendszer ezüstmentes, és az alapozórétegből, középső rétegből és borítórétegből álló bevonatrendszer mechanikusan és vegyileg ellenálló.

A találmány szerinti eljárás során a terméket hajlítjuk, temperáljuk, eddzük, vagy ezen műveletek tetszőleges kombinációját végezzük oly módon, hogy a hőkezelés előtti és hőkezelés utáni üvegoldali reflexiókülönbség ΔΕ_η legfeljebb 2 legyen.

A hőkezelést célszerűen temperálással végezzük oly módon, hogy a bevonattal ellátott üveget 620 °C-nál magasabb hőmérsékletre melegítjük, majd lehűtjük.

A hőkezeléskor a bevonattal ellátott üveget hajlítjuk, temperáljuk, eddzük vagy ezen műveletek tetszőleges kombinációját végezzük oly módon, hogy a hőkezelés utáni üvegoldali reflektanciakülönbség AE_H legfeljebb 2, a bevonatoldali reflektanciakülönbség ΔΕ_Η legfeljebb 5, és a hőkezelés előtti, valamint utáni tulajdonságai a következők:

TY 1-80%

RcY 4-55%

R_fY 4-65%

E_n 0,1-0,75

E_h 0,1-0,75

R_s 20-500 ohm.

Ennél az eljárásnál előnyösen 3-5 nm vastagságú alapozóréteget, 5-10 nm vastagságú középső réteget és 30-40 nm vastagságú borítóréteget alkalmazunk és a termék hőkezelés előtti és utáni tulajdonságait az alábbi tartományba állítjuk be:

TY kevesebb, mint 70%

Rf,Y 5-45%

R_fY 5-45% látható szín a_h 0±2 b_h -4±4

E_n 0,2-0,75

E_h 0,2-0,75

R_s 20-300 ohm továbbá mind a hőkezelés előtt, mind a hőkezelés után mechanikailag és kémiailag ellenálló. A középső réteget 7,5 nm vastagságban alkalmazzuk, és a termék jellemzőit mind hőkezelés előtt, mind hőkezelés után az alábbi értékekre állítjuk be:

Ty-50% láthatósugár-átbocsátási különbség AE_H legfeljebb 1 és üvegoldali reflektanciakülönbség AE_H legfeljebb 0,5, továbbá az alapozóréteget 14 nm vastagságban készítjük, és a termék tulajdonságait mind a hőkezelés után, mind a hőkezelés előtt az alábbi értékre állítjuk be:

T_y-30% láthatósugár-átbocsátás különbsége ΔΕ_Η legfeljebb 3. Az eljárás egy további változata szerint

a) legalább két üveg hordozóra olyan bevonatréteget viszünk fel, amely szilícium-nitridet tartalmazó alapozórétegből, nikkelt vagy nikkelötvözetet tartalmazó fémes rétegből és szilícium-nitridet tartalmazó borítórétegből áll,

b) legalább az egyik bevonattal ellátott üveget hajlítással, temperálással, edzéssel vagy ezek kombinációjával hőkezeljük oly módon, hogy legalább az egyik hordozó hőkezelés után mért üvegoldali reflektanciakülönbsége ΔΕ_Η legfeljebb 2, a hőkezeletlenhez viszonyítva és a hőkezelt bevonatolt üveg megjelenése lényegében azonos a hőkezeletlenével, továbbá a hőkezelés előtti és utáni tulajdonságokat az alábbi módon állítjuk be:

TY kevesebb mint 70%

RcY 5-45%

R_fY 5-45% látható szín a_h 0±2 b_h -4±4 E_n 0,2-0,75

E_h 0,2-0,75

R_s 20-300 ohm, ahol a hőkezelt termék a hőkezelés után a hőkezeletlenhez képest az alábbi tulajdonságokkal rendelkezik:

filmoldali reflektanciakülönbség ΔΕ_Η legfeljebb 5, láthatósugár-átbocsátási különbség ΔΕ_Η legfeljebb 5. Egy másik lehetőség, hogy a hőkezelés előtti és utáni tulajdonságokat az alábbi értékre állítjuk be:

TY 50%

RcY 13%

R_fY 10-11% üvegoldali reflektanciakülönbség ΔΕ_Η< 1,5, filmoldali reflektanciakülönbség AE_H<4 láthatósugárzás-átbocsátási különbség AE_H<4 és a bevonatolt üvegek mechanikailag és kémiailag ellenállók.

Az is lehetséges, hogy a hőkezelés előtti és utáni tulajdonságokat az alábbi értékekre állítjuk be:

TY 30%

RqY 20-21%

RfY 16% üvegoldali reflektanciakülönbség AE_H<2, filmoldali reflektanciakülönbség AE_H<4 láthatósugárzás-átbocsátási különbség AE_H<3 és mind a hőkezelt, mind a hőkezeletlen üvegek mechanikailag és kémiailag ellenállók.

A találmány szerinti megoldás jól hőkezelhető és láthatósugár-átbocsátási képessége 1-80%, előnyösen legfeljebb 70%. Bizonyos kiviteli alakoknál a termék hőkezelés előtti és hőkezelés utáni mechanikai és kémiai tartóssága is megfelelő. További kedvező kiviteli alakoknál a találmány szerinti bevonatrendszer nem tartalmaz ezüstrétegeket.

HU 216 065 A

A találmány szerint a bevonattal ellátott üvegeken a rétegeket fémgőzöléssel állítjuk elő. Jóllehet az üveg vastagsága tetszőleges lehet, jellemzően a találmány szerinti termékek úsztatott üvegek, amelyek vastagsága 1,5-13 mm, előnyösen 2-6 mm. Az üveg lehet színezett vagy nem színezett, adott esetben mintázattal ellátott. Annak érdekében, hogy a találmány szerinti termékek jellemző tulajdonságait bemutassuk, az alábbi táblázatban felsoroljuk egy tiszta üveg termék tulajdonságait (ezzel is hangsúlyozván, hogy a hőkezelés előtti és hőkezelés utáni azonosság nem az alapanyag, hanem a bevonatréteg megfelelő kialakításának eredménye). A találmány szerinti bevonatréteg jellemző tulajdonságai tehát a következők:

Jellemzők	Tartomány	Előnyös tartomány
Láthatósugárzás-átbocsátás (TY)	1-80%	legfeljebb 70%
Láthatósugárzásvisszaverődés (RqY) (üvegoldal)	4-55%	5-45%
Láthatósugárzásvisszaverődés (RfY) (bevonati oldal)	4-65%	5-45%
Látható szín (üvegoldal)	ezüst, horganyszínű, kék,szürke	ah 0±2 bh ~4±4
Emisszió (E„&E„)	0,10-0,75	0,2-0,75
Rétegellenállás (Rs)	20-500 ohm	20-300 ohm
Átbocsátás (Ts)	1-80%	legfeljebb 70%
ΔΕΠ üvegoldal	<2	legfeljebb 1,5
ΔΕη bevonati oldal	<5	legfeljebb 4
ΔΕη átbocsátás	<5	legfeljebb 4

Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti megoldás előnyös kiviteli alakjainál a kémiai ellenállóság és karcolás-, valamint kopásállóság mind a hőkezelt, mind a hőkezeletlen termékeknél kiváló.

A találmány további részleteit kiviteli példákon, rajz segítségével ismertetjük. A rajzon az

1. ábra a találmány szerinti bevonatrendszer egy rétegének egy részének metszete.

A jelen szabadalmi leírásban az eddigiekben és a későbbiekben is rendszeresen használunk olyan kifejezéseket, amelyeket az üvegiparban a fémgőzölt bevonatrétegek jellemzésére használnak. Ilyen kifejezések, illetve mértékegységek az alábbiak.

A visszaverődés intenzitását a reflexiós tényező határozza meg és %-os értékét az RY (az Y értékek az ASTM 308-85 jelű szabványban vannak meghatározva), ahol az X index a konkrét esetekben vagy G, ami az üvegoldalt jelenti, vagy F, ami a bevonat (film) oldalra vonatkozik. Az üvegoldal (G) azt jelenti, hogy az üvegtáblának a bevonatréteggel szemközti lapjáról van szó, míg a bevonati oldal (F) azt az oldalt jelenti, amelyikre a bevonatréteg van felvive. Ha tehát egy IG-egységgel kapcsolatban a G jelölést alkalmazzuk, az lényegében a külső oldalt jelenti, míg az F jelölés a belső oldalra vonatkozik (ahol a külső oldal a külvilág felől, a belső oldal a helyiségek felől értendő).

A színjellemzőket az a és b koordináták határozzák meg. Ezek a koordináták a h jelöléssel együtt szerepelnek, ami utalás az úgynevezett Hunter-féle eljárásra (illetve egységekre), ahol a megfigyelés módját az ASTM D-2244-93 „Standard Test Method fór Calculation of Color Differences From Instrumentally Measured Color Coordinates” 9/15/93 as augmented by ASTM E-308-85, Annual Book of ASTM Standards, Vol. 06.01 „Standard Method fór Computing the Colors of objects by Using the CIE System” szerint határozzák meg.

A „fajlagos emisszió” és az átlátszóság, illetve az „átbocsátási tényező” kifejezések jól ismertek az adott szakterületen. Az átlátszóság a jelen leírásban a napsugárzásra vonatkozó átbocsátási tényezőt jelenti, ami magában foglalja a látható sugárzás átbocsátását, az infravörös energia átbocsátását és az ultraibolya-átbocsátást. A teljes napenergia-átbocsátást általában ezen három érték súlyozott átlagából számolják. Ennek alapján a látható sugarak átbocsátása a szabvány szerinti „Illuminant C” technika szerint 380 és 720 nm, az infravörös-átbocsátás 800 és 2100 nm, míg az ultraibolya 300 és 400 nm között van. A teljes átbocsátás 3000 és 2100 nm között van. A fajlagos emisszió mérésére egy speciális infravörös-tartományt (2500-40 000 nm) alkalmaznak, amint azt a későbbiekben részletesebben is ismertetni fogjuk.

A látható sugárzás átbocsátását ismert módon, hagyományos technológiákkal lehet mérni. Ha spektrofotométert használunk, például egy Beckman 5240 (Beckman Sci. Inst. Corp.), speciális áteresztésigörbespektrumot kapunk. A látható sugarak átbocsátását a korábban már hivatkozott ASTM 308/2244-93 jelű eljárás segítségével lehet kiszámolni. Szükség esetén kevesebb hullámhosszértékből is lehet számítást végezni.

A látható sugárzás egy másik mérési módja olyan spektrométer alkalmazása, mint amilyen a kereskedelmi forgalomban kapható Spectragard spektrofotométer, amelyet a Pacific Scientific Corporation gyárt. Ez a készülék közvetlenül méri és jelzi a látható sugarak átbocsátását. Amint azt már említettük, a látható sugarak átbocsátását (azaz az ASTM E-308-85 szerinti CIE tristimulus értékek közül meghatározott Y értéket) megfigyeléssel lehet nyerni.

A fajlagos emisszió (E) a fény abszorpciójára és reflexiójára vonatkozó jellemző egy meghatározott hullámhosszon. Általában az alábbi képletből számítható:

E= 1 -reflexiós tényező_film

Építészeti célokra alkalmazott üvegeknél az emisszió az úgynevezett középső tartományban bizonyult rendkívül fontosnak. Ez a tartomány, amelyet neveznek az infravörös spektrum távoli tartományának is, 2500 és 40 000 nm között van, például a Lawrence Berkley Laboratories által kifejlesztett Window 4.1 program LBL-35298 (1994) szerint. A jelen leírás keretén belül az emissziót ebben az infravörös tartományban mérjük

HU 216 065 A az „1991. Proposed ASTM Standard” előírásai szerint, a Primary Glass Manufacturers Council előállításának megfelelően. Az eljárás építészeti célokra alkalmazott sík üvegek emissziójának mérése és számítása radiometrikus mérések alapján címmel ismert. Ez a szabvány és alkalmazásai és emisszióképességet hemiszferikus emisszióképességként (E_h) és normál emisszióképességként (E_n) különböztetik meg.

Az emisszióképesség vizsgálatához a felhasználható adatok gyűjtése a hagyományos módon egy ismert spektrofotométer (például Beckman Model 4260 típus) segítségével történhet „VW” kiegészítővel (Beckman Scientific Inst. Corp.). Ez a spektrofotométer a reflektanciát méri a hullámhossz függvényében, és ebből lehet számolni az emissziót a hivatkozott ASTM 1991 szabvány alapján.

További használatos terminus a jelen leírásban a rétegellenállás fogalma. A rétegellenállás (R_s) jól ismert fogalom, és a jelen leírás keretein belül is ebben az értelemben használjuk. Általában véve a rétegellenállás valamilyen, az üveg hordozón kialakított rétegrendszer egységnyi keresztmetszetének ellenállása ohmban kifejezve. A rétegellenállás, azaz az adott rétegen áthaladó áram mennyisége arányos az infravörös reflexióval és így gyakran az emisszióképességgel együtt a reflexió mértékegységeként is alkalmazzák. A rétegellenállást hagyományosan négypontos ohmméterrel mérik, amely a kereskedelmi forgalomban kapható Magnetron Instruments Corp. gyárt (Model M-800), fejjel van ellátva, amelyet a Signatone Corporation (Santa Clara, Califomia) gyárt.

A vegyi anyagokkal szembeni ellenállóságot a jelen találmány keretén belül a kémiai ellenállás, illetve kémiai stabilitás fogalmakkal azonos értelemben használjuk. A vegyi anyagokkal szembeni ellenállást úgy lehet meghatározni, hogy egy 2 inch χ 5 inch méretű mintát 5%-os HCl-oldat mintegy 500 cm³-ébe merítünk egy órára, 105 °C hőmérsékleten. A bevonatrétegekkel ellátott üvegminta akkor kap megfelelő minősítést (azaz a bevonatrendszer akkor ellenálló vegyi anyagokkal szemben), ha a mintán lévő bevonatrendszer rétegei a kísérlet után nem tartalmaznak 0,003 inch átmérőnél nagyobb lyukakat.

A mechanikai ellenállás vagy a mechanikai tartósság értékét kétféle módon is meg lehet határozni. Az első vizsgálati módszerhez egy úgynevezett Pacific Scientific Abrasion Tester nevű vagy ehhez hasonló berendezést lehet alkalmazni, amelyben egy 2x4x1 inch méretű nejlonkefe halad át a rétegrendszeren 500 ciklusban. A kefével 150 g súlyerőt fejtünk ki a 6x 17 inch-es mintán.

A másik módszert egy hagyományos Taber-koptatóval vagy ehhez hasonló berendezéssel lehet végezni, amikor is egy 4x4 inch méretű mintát 2 db C.S.10F koptatótárcsa 300 fordulaton át 500 g súllyal koptat.

Mindkét vizsgálat akkor minősíti a mintát megfelelőnek, ha szabad szemmel természetes fényben vizsgálva nem találhatók a felületen észrevehető karcolások.

A találmány szerint kialakított rétegrendszerben a különböző rétegek vastagságát különböző módon mérjük, és ennek megfelelően a vastagság többféle technikával határozható meg. Az egyik ilyen technika felhasználásakor ismert optikai görbéket vagy egy másik lehetőség szerint hagyományos tűs ellipszométert (profiloméiért) lehet alkalmazni. Egy további és különösen ajánlott mérési módszer az úgynevezett „n & k” analizátor (n & k Technology in Santa Clara, Califomia) alkalmazása. Ezt a technológiát részletesen ismerteti a 4,905,170 számú USA szabadalom, és ugyanitt található az n (reflaktív index), valamin k (extinkciós koefficiens) meghatározása a bevonatrétegre vonatkozóan. Az ilyen technikák egyébként jól ismertek a területen jártas szakemberek között, és ezért további magyarázatot a fentiek nem igényelnek. Megjegyezzük még, hogy a leírásban szereplő vastagsági értékek nm-ben vannak megadva.

A jelen találmány megértése szempontjából további fontos fogalom a ΔΕ, amely egyébként az adott szakterületen jól ismert és ugyancsak ismertek meghatározásának módjai. A ΔΕ meghatározására az ASTM2244-93 ΔΕ jelű szabvány szolgál. E szerint a ΔΕ valamely tárgy reflektanciájának és/vagy áteresztőképességének (és ennek megfelelően a színhatásának) változását (vagy változatlanságát) mutatja. Meghatározása az úgynevezett „ab” eljárással, a Hunter (H) eljárással és/vagy Friele-MacAdam-Chickering (FMC-2) eljárással történik. Mindezek az eljárások megfelelőek és elvileg egyenértékű eredményt adnak. Az egyszerűség kedvéért azonban a jelen leírás keretében megadott ΔΕ-értékeket a Hunter-eljárással mértük, és ennek megfelelően ΔΕ_Η jelzéssel fogjuk ellátni. Amikor tehát azt állítjuk, hogy az üvegoldali AE_H-reílektancia egy adott szubsztrátum esetén nem nagyon 2-nél, ez az érték Hunter-egységben van megadva. A találmány szempontjából természetesen semmi nem változik, ha a ΔΕ-értékét a hivatkozott szabványban meghatározott más eljárással határozzuk meg.

Ebben a vonatkozásban hangsúlyozni kívánjuk, hogy kereskedelmi célokra leginkább az üvegoldali reflektanciát használják jellemzőként, és ahhoz, hogy egy adott termék hőkezelt vagy hőkezeletlen állapotban a lehető legjobban hasonlítson egymásra, ΔΕ-értéke minél alacsonyabb kell legyen. A bevonati oldalon mért ΔΕ-érték és/vagy az átbocsátóképesség vagy érdektelen, vagy lényegesen kisebb jelentőségű úgyszólván minden gyakorlati esetben. Mindazonáltal, a jelen találmány szerint megfelelő hasonlóság áll fenn két termék között, ha a fílmoldali reflektanciára vonatkozó ΔΕ vagy a látható sugarak átbocsátóképességére vonatkozó ΔΕ_Η értéke legfeljebb 5, célszerűen legfeljebb 4. A megadott értékek természetesen Hunter-egységek, de ugyanez vonatkozik az egyéb eljárással kapott értékekre is.

Az 1. ábrán a találmány szerinti megoldás egy tipikus kiviteli alakjának keresztmetszete látható. Az 1 üvegtáblán 2 alapozóréteg van kialakítva a bevonatrendszer első rétegeként Si₃N₄-ből. A középső 3 réteg (azaz a bevonat második rétege) nem nitridált nikkel vagy nikkelötvözet (előnyösen 20/80 króm-nikkel). A legfölsó 4 réteg, azaz a bevonat harmadik rétege ismét Si₃N₄-ből van.

A találmány szerinti bevonatréteg kialakításához hagyományos több célkatódos berendezést lehet hasz7

HU 216 065 A nálni, például az Airco Inc. által gyártott berendezést. Igen jól alkalmazható a G49 Airco Inc. típusú berendezés, amely nagy felületű üvegtáblák bevonására is alkalmas. Megjegyezzük, hogy a találmány szerinti bevonatréteg kiváló minőségben és tulajdonságokkal előállítható a hagyományos fémgőzölési technológiával anélkül, hogy különleges berendezéseket vagy eszközöket kellene alkalmazni, mint például az 5,377,045 számú USA szabadalmi leírás szerinti megoldásnál.

Az 1. ábrán látható, hogy ennél a kiviteli alaknál csupán három réteget készítünk. Az üvegrétegtől számítva a rétegek célszerű vastagsága („n & k” eljárással mérve) a következő:

Réteg	Adalék	Vastagság (nm)	Célszerű tartomány (nm)
1	Si3N4*	0,5-7	3-5
2	Ni vagy Ni: Cr**	3-15	5-10
3	Si3N4*	20-50	30-40

* A célkatód anyagához mintegy 6 tömeg% alumíniumot és/vagy rozsdamentes acélt (például S#316 jelűt) lehet hozzákeverni, aminek megfelelően a bevonatrétegben is körülbelül ilyen arányban jelennek meg ezek az anyagok.

** Elsősorban króm-nikkel (20/80 króm/nikkel).

A találmány szerinti megoldás azt is tanúsítja, hogy nem érvényes az a korábban hitt alapelv, amely szerint nagy nikkeltartalmú ötvözetet vagy fémnikkelt kell alkalmazni a hőkezelhetőség biztosítására, amennyiben a nikkeltartalmú réteget a fent bemutatott Si₃N₄-rétegekkel együtt alkalmazzuk. Jóllehet a középső réteg nikkelt kell tartalmazzon, a nikkeltartalom nem kell különösebben nagy legyen. Követelmény azonban, hogy - jóllehet kisebb mennyiségű oxidáció megengedhető a nikkeltartalmú rétegben - nem tartalmazhat azonban ez a réteg nitridet, annak érdekében, hogy megfelelő kémiai ellenállóságot lehessen biztosítani. A hőkezelt és hőkezeletlen termékek azonos megjelenése érdekében azonban célszerű a nikkelt, illetve a nikkelötvözetet tartalmazó réteg oxidációjának kiküszöbölése is. Jóllehet a nitridek nem befolyásolják jelentősen a hőkezelhetőséget a legtöbb esetben, a kémiai ellenállóságot azonban jelentősen csökkentik. Ezt tanúsítják az 5%-os forró sósavban végzett kísérletek is.

Amint azt már a korábbiakban említettük, a nikkelt tartalmazó réteg lehet akár fémnikkel is, de célszerű egy közönséges króm-nikkel ötvözet alkalmazása. Jól alkalmazhatók például a rozsdamentes acélok, amelyek nikkeltartalma mintegy 10 tömeg% (például az SS-316 jelű, amelynek nikkeltartalma 10%, és a maradékban vasat és krómot tartalmaz). Természetesen magas nikkeltartalmú króm-nikkel ötvözetek is előnyösen alkalmazhatók a találmány szerinti megoldásnál. Ilyen ötvözet a 20/80 króm-nikkel ötvözeten kívül a Heynes 214 jelű ötvözet, amelynek névleges összetétele a következő:

Elemek	tömeg%
Ni	75,45
Fe	4,00
Cr	16,00
C	0,04
Al	4,50
Y	0,01

Ugyancsak előnyösen alkalmazható króm-nikkel ötvözetek az úgynevezett inkonel és nikróm ötvözetek. Általában a fémes rétegek a Si₃N₄-rétegek között legalább 10% nikkelt tartalmaznak, és lényegében oxidálatlan formában kell jelen legyenek (vagy legfeljebb csak kis mennyiségű oxidáció léphet fel), ugyanakkor viszont a kémiai ellenállóság érdekében nitrideket gyakorlatilag nem tartalmazhatnak.

Jóllehet az 1. ábrán bemutatott bevonatréteg-rendszer gyakorlatilag három rétegből áll, nyilvánvaló, hogy a találmány nem korlátozódik erre a kiviteli alakra. Szükség esetén további rétegek alakíthatók ki a kívánalmaktól függően. Természetesen a további rétegeket úgy kell megválasztani, hogy azok ne befolyásolják hátrányosan a találmány szerinti megoldás azon tulajdonságát, amely szerint a hőkezelt és hőkezeletlen rétegek egymáshoz igen hasonlóak.

A találmány további részleteit kiviteli példák segítségével ismertetjük.

Az alábbiakban következő példákban bemutatott rétegrendszereket fémgőzöléssel állítottuk elő a már említett G-49 Airco típusú berendezésben. A hordozók 6,35 mm-es üveglapok voltak, a táblaméret 2540 χ 3658 mm volt, és a berendezésben 6 tömeg% alumínummal szennyezett szilícium célkatódot használtunk. A fémgőzölési technológia a hagyományos megoldással azonos volt.

Az előállított termékek kémiai és mechanikai ellenálló képességének vizsgálatát a már ismertetett eljárásokkal végeztük. Az alkalmazott hőkezelések tipikus temperálási folyamatok voltak, amelyeket a kereskedelmi forgalomban kapható temperálókemencékben végeztünk körülbelül 685 °C hőmérsékleten, mintegy 3 percig tartó ciklusokban (ahol a munkadarabok hőmérséklete gyakorlatilag 650 °C volt). A munkadarabok hűtését szobahőmérsékleten végeztük. Lehűlés után a mintákat 24x36 mm méretű lapkákká vágtuk és a temperálást ez után végeztük el. A bevonatréteg vastagságát az „n & k” technológiával mértük.

1. példa

Az ismertetett technológiával 4,0 nm vastagságú alapozóréteget állítottunk elő az említett üveghordozón. A közbülső fémes réteg 80% nikkelt és 20% krómot tartalmazott, vastagsága mintegy 7,5 nm volt. A Si₃N₄ borítóréteget 35 nm vastagságban vittük fel.

Az így előállított bevonatos mintákat mechanikai és kémiai ellenállósági tesztekkel vizsgáltuk temperálás előtt és temperálás után, amint azt a korábbiakban már ismertettük. A napsugárzásra vonatkozó jellemzőiket,

HU 216 065 A valamint a Hunter ΔΕ-értékeket az AH és BH színkoordinátákkal együtt az alábbi táblázat tartalmazza. A táblázatban található adatokból látszik, hogy a bevonatrétegek mechanikailag és kémiailag tartósak, temperálhatóak, hajlíthatóak, és megjelenésük nem változik a temperálás, illetve a hőkezelés hatására. A minősítésük te-

Réteg	Anyag	Atmoszféra	Nyomás (Pa)	Katód- teljesítmény (kW)	Katód- feszültség (V)	Katódáram (A)	Sebesség	Művelet- szám
N2 (%)	Ar (%)
1	szilikon	80	20	2,66x10	27,7	414	66,9	334	1
2	króm-nikkel	0	100	2,66x10 1	18,1	429	42,2	334	1
3	szilikon	80	20	2,66x10 1	334,9	462	724,9	334	1

Optikai tulajdonságok (Hunter Illumination C 10°)

Tulajdonság	Y	ah	bh
üvegoldali reflexió NH	12,93	-1,1	-8,1
üvegoldali reflexió H	12,75	-1,12	-7,75
ΔΕ	0,44
bevonatoldali NH	9,79	1,53	4,05
bevonatoldali H	10,67	1,15	3,34
ΔΕ	1,6
átbocsátás NH	51,85	-2	-2,59
átbocsátás H	52,99	-1,93	-2,29
ΔΕ	0,84

NH=nemhőkczelt, H=hőkczelt

A normál emisszió E„- és a hemiszferikus emisszió E_H-értéke 0,73 és 0,69 volt, a rétegellenállás R_s 269 ohm, a hőkezelés előtt. Hőkezelés után E_n és E_H értéke 0,71 és 0,67 és R_s értéke 235 ohm volt (azaz hát kereskedelmileg elfogadható, és hőkezelés előtti, valamint hőkezelés utáni megjelenésük azonos, a napsugárzással kapcsolatos tulajdonságaik pedig megfelelőek, mind szimpla üvegtáblákhoz, mind építészeti cé5 lókra alkalmazott egységek előállításához.

rendkívül kis mértékben változtak a hőkezelés következtében).

2. példa

Ismét az 1. példában bemutatott technológiával állítottunk elő mintákat, azzal a különbséggel, hogy a középső fémes réteget 14,0 nm vastagságúra (azaz közel kétszeresére) készítettük, annak érdekében, hogy jelen25 tősen csökkentsük a láthatósugár-átbocsátó képességet. Ez elsősorban a gépkocsik elválasztó ablakainál alapvető követelmény, ahol az átbocsátóképesség 30% körül kell legyen. Az alábbi táblázatban feltüntettük a technológiai adatokat és a kapott tulajdonságokat. Ismét látha30 tó, hogy a hőkezelt és hőkezeletlen termékek egymáshoz igen hasonlóak, azaz a kereskedelmi forgalom céljára megfelelők, ugyanakkor tartósságuk, hőkezelhetőségük és hajlíthatóságuk megfelelő és a hőkezelés során megjelenési tulajdonságaik sem változtak. Ki kell emel35 ni azt is, hogy a napsugárzással kapcsolatos tulajdonságok a kívánalmaknak megfelelőek voltak, azaz a látható sugarak átbocsátása alacsony volt.

Réteg	Anyag	Atmoszféra	Nyomás (Pa)	Katód- teljesítmény (kW)	Katód- feszültség (V)	Katódáram (A)	Sebesség	Művelet- szám
n2(%)	Ar (%)
1	szilikon	80	20	2,66x10 1	28,2	414	68,1	334	1
2	króm- nikkel	0	100	2,66x10'	39,3	454	86,6	334	1
3	szilikon	80	20	2,66x10-'	334,9	462	724,9	334	1

Optikai tulajdonságok (Hunter Illumination C 10°)

Tulajdonság	Y	ah	bh
üvegoldali reflexió NH	20,6	0,9	-3,59
üvegoldali reflexió H	19,5	-1,22	-5,03
ΔΕ	1,9
bevonatoldali NH	15,6	2,45	14,31
bevonatoldali H	16,4	1,47	10,43
ΔΕ	3,9

Tulajdonság	Y	ah	bh
átbocsátás NH	32,1	-1,8	-5,93
átbocsátás H	33,4	-1,55	-3,82
ΔΕ	2,5

NH=nem hőkezelt, H=hőkezelt

A normál emisszió E_n- és a hemiszferikus emisszió E_H-értéke 0,55, illetve 0,54 volt. A rétegellenállás R_s60 értéke 108 ohm volt. Hőkezelés után az E_n- és E_H-érté9

HU 216 065 A kék 0,48 és 0,49, R_s 89 ohm voltak. Ismét megállapítható, hogy a változások mértéke rendkívül kicsi, tehát a bevonatréteg jól hőkezelhető.

Hangsúlyozni kívánjuk, hogy a fentiekben bemutatott kiviteli példák csupán a találmány illusztrálására szolgálnak, és a szakember a csatolt szabadalmi igénypontok oltalmi körén belül még számtalan megoldást kialakíthat anélkül, hogy a találmány szerinti megoldás előnyös tulajdonságai megváltoznának.

Claims (21)

1. SZABADALMI IGÉNYPONTOK

   1. Bevonattal ellátott üveg, ahol a bevonat fémgőzölt rétegek rendszeréből áll, azzal jellemezve, hogy az üvegtől kifelé az alábbi rétegeket tartalmazza:

   a) Si₃N₄-ből álló alapozóréteg,

   b) nikkelt vagy nikkelötvözetet tartalmazó fémes réteg és

   c) szilícium-nitridet tartalmazó borítóréteg, ahol az 1,5-13 mm vastagságú üveg és a rajta lévő rétegrendszer hőkezelés utáni üvegoldali reflektanciája (ΔΕ_η) legfeljebb 2.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy a rétegek ezüstmentesek.
3. 3. Az 1. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy

   - az alapozóréteg vastagsága 0,5-7 nm,

   - a középső réteg vastagsága 3 -15 nm és

   - a borítóréteg vastagsága 20-50 nm.
4. 4. A 3. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy hőkezelés utáni, bevonatoldali reflektanciája AE_H legfeljebb 5, láthatósugár-átbocsátó képessége AE_H legfeljebb 5, és az alábbi jellemzői mind hőkezelt, mind hőkezeletlen állapotban a következők:

   TY 1-80%

   R_GY 4-55%

   R_fY 4-65%

   E„ 0,1-0,75

   E_h 0,1-0,75

   R_s 20-500 ohm
5. 5. A 3. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy

   - az alapozóréteg vastagsága 3-5 nm,

   - a középső réteg vastagsága 5-10 nm és

   - a borítóréteg vastagsága 30-40 nm, ahol a hőkezelt és hőkezeletlen termék jellemzői az alábbiak:

   TY kevesebb, mint 70%

   RqY 5-45%

   R_fY 5-45% látható szín a_h 0±2 b_h -4±4

   E_n 0,2-0,75

   E_h 0,2-0,75

   R_s 20-300 ohm
6. 6. Az 5. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy mechanikusan és kémiailag ellenálló, a középső réteg pedig nitridmentes.
7. 7. Az 5. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy temperált, és a középső réteg oxidmentes.
8. 8. Az 1. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy az alapozóréteg vastagsága 4 nm, a középső réteg vastagsága pedig 7,5 nm, és nitridmentes, valamint oxidmentes króm-nikkel ötvözet, ahol a nikkel és króm aránya 80:20; továbbá a borítóréteg vastagsága 35 nm, ahol a hőkezelt és hőkezeletlen termék tulajdonságai a következők:

   TY 50%

   RqY 13%

   R_fY 10-11% üvegoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 1,5, a bevonatoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 4 és a láthatósugár-átbocsátó képesség ΔΕ_Η kisebb, mint 4.
9. 9. A 8. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy az üvegoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 0,5, a bevonatoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 2, a láthatósugár-átbocsátási ΔΕ_Η kisebb, mint 1 és mechanikusan, valamint kémiailag ellenálló.
10. 10. Az 1. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzaljellemezve, hogy az alapozóréteg vastagsága 4 nm, a középső réteg vastagsága 14 nm és nitridmentes, valamint oxidmentes króm-nikkel ötvözetet tartalmaz, ahol a nikkel és a króm aránya 80:20, a borítóréteg vastagsága pedig 35 nm, és a temperálás előtti és utáni tulajdonságai az alábbiak:

    TY 30%

    RqY 20-21%

    R_fY 16% és az üvegoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 2, a bevonatoldali reflektancia ΔΕ_Η kisebb, mint 4, a láthatósugár-átbocsátási AE_h kisebb, mint 3, és mechanikusan, valamint kémiailag ellenálló.
11. 11. Az 5., 8. és 10. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg, azzal jellemezve, hogy a szilícium-nitrid rétegek legfeljebb 6 tömeg% alumíniumot tartalmaznak, a rétegrendszer ezüstmentes, és az alapozórétegből, középső rétegből és borítórétegből álló bevonatrendszer mechanikusan és vegyileg ellenálló.
12. 12. Eljárás az 1. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg hőkezelésére, azzal jellemezve, hogy a terméket hajlítjuk, temperáljuk, eddzük, vagy ezen műveletek tetszőleges kombinációját végezzük oly módon, hogy a hőkezelés előtti és hőkezelés utáni üvegoldali reflexiókülönbség AE_H legfeljebb 2 legyen.
13. 13. A 12. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelést temperálással végezzük oly módon, hogy a bevonattal ellátott üveget 620 °C-nál magasabb hőmérsékletre melegítjük, majd lehűtjük.
14. 14. Eljárás a 3. igénypont szerinti bevonattal ellátott üveg hőkezelésére, azzal jellemezve, hogy a bevonattal ellátott üveget hajlítjuk, temperáljuk, eddzük, vagy ezen műveletek tetszőleges kombinációját végezzük oly módon, hogy a hőkezelés utáni üvegoldali reflektanciakülönbség ΔΕ_Η legfeljebb 2, a bevonatoldali reflektanciakülönbség ΔΕ_Η legfeljebb 5, és a hő10

    HU 216 065 A kezelés előtti, valamint utáni tulajdonságai a következők:

    TY 1-80%

    RqY 4-55%

    R_fY 4-65%

    E_n 0,1-0,75

    E_h 0,1-0,75

    R_s 20-500 ohm.
15. 15. A 14. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy 3-5 nm vastagságú alapozóréteget, 5-10 nm vastagságú középső réteget és 30-40 nm vastagságú borítóréteget alkalmazunk, és a termék hőkezelés előtti és utáni tulajdonságait az alábbi tartományba állítjuk be:

    TY kevesebb, mint 70%

    RqY 5-45%

    R_fY 5-45% látható szín a_h 0±2 bh -4±4

    E_n 0,2-0,75

    E_h 0,2-0,75

    R_s 20-300 ohm, továbbá mind a hőkezelés előtt, mind a hőkezelés után mechanikailag és kémiailag ellenálló.
16. 16. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a középső réteget 7,5 nm vastagságban alkalmazzuk, és a termék jellemzőit mind hőkezelés előtt, mind hőkezelés után az alábbi értékekre állítjuk be:

    T_y-50% láthatósugár-átbocsátási különbség AE_H legfeljebb 1 és üvegoldali reflektanciakülönbség ΔΕ_Η legfeljebb 0,5.
17. 17. A 15. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy az alapozóréteget 14 nm vastagságban készítjük, és a termék tulajdonságait mind a hőkezelés után, mind a hőkezelés előtt az alábbi értékre állítjuk be:

    T_y-30% láthatósugár-átbocsátási különbsége ΔΕ_Η legfeljebb 3.
18. 18. Eljárás bevonattal ellátott hőkezelhető üveg és a hőkezelés után a hőkezelés előttivel esztétikailag azonos megjelenésű üveg előállítására, ahol legalább az üvegoldali megjelenés lényegében azonos hőkezelés előtt és hőkezelés után, azzal jellemezve, hogy

    a) legalább két üveghordozóra olyan bevonatréteget viszünk fel, amely szilícium-nitridet tartalmazó alapozórétegből, nikkelt vagy nikkelötvözetet tartalmazó fémes rétegből és szilícium-nitridet tartalmazó borítórétegből áll,

    b) legalább az egyik bevonattal ellátott üveget hajlítással, temperálással, edzéssel vagy ezek kombinációjával hőkezeljük oly módon, hogy legalább az egyik hordozó hőkezelés után mért üvegoldali reflektanciakülönbsége ΔΕ_Η legfeljebb 2 a hőkezeletlenhez viszonyítva, és a hőkezelt bevonatolt üveg megjelenése lényegében azonos a hőkezeletlenével.
19. 19. A 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelés előtti és utáni tulajdonságokat az alábbi módon állítjuk be:

    TY kevesebb, mint 70%

    RgY 5-45%

    R_fY 5-45% látható szín a_h 0±2 b_h -4±4

    E_n 0,2-0,75

    E_h 0,2-0,75

    R_s 20-300 ohm, ahol a hőkezelt termék a hőkezelés után a hőkezeletlenhez képest az alábbi tulajdonságokkal rendelkezik:

    filmoldali reflektanciakülönbség AE_H legfeljebb 5, láthatósugár-átbocsátási különbség AE_H legfeljebb 5.
20. 20. A 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelés előtti és utáni tulajdonságokat az alábbi értékre állítjuk be:

    TY 50%

    RcY 13%

    R_fY 10-11% üvegoldali reflektanciakülönbség AE_H< 1,5, filmoldali reflektanciakülönbség ΔΕ_Η<4 láthatósugárzás-átbocsátási különbség ΔΕ_Η<4 és a bevonatolt üvegek mechanikailag és kémiailag ellenállók.
21. 21. A 18. igénypont szerinti eljárás, azzal jellemezve, hogy a hőkezelés előtti és utáni tulajdonságokat az alábbi értékekre állítjuk be:

    TY 30%

    RfjY 20-21%

    R_fY 16% üvegoldali reflektanciakülönbség AE_H<2, filmoldali reflektanciakülönbség ΔΕ_Η<4 láthatósugárzás-átbocsátási különbség ΔΕ_Η<3 és mind a hőkezelt, mind a hőkezeletlen üvegek mechanikailag és kémiailag ellenállók.